關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
全球定位系統 (GPS) 裝置 可能並不總是提供精確的導航,但它們確實為駕駛員、騎腳踏車者和徒步旅行者提供了便捷的數字地圖資料訪問,覆蓋了衛星陰影下的地球上每一平方米的區域。但是,當您走進室內時,您會發現同樣的 GPS 接收器變成了一塊昂貴的鎮紙。
室內 GPS 已經研發了至少十年,但來自 Wi-Fi、超聲波、蜂窩和其他裝置的眾多幹擾訊號使得 GPS 裝置難以得出準確的讀數。當在城市街道上導航時,幾米的 GPS 誤差對駕駛員來說幾乎沒有影響,但在大型電子產品商店或醫院內,同樣的誤差幅度很可能會將使用者引導到錯誤的通道或走廊。
杜克大學和 埃及-日本科學技術大學 的研究人員沒有專注於單一型別的訊號來繪製室內區域地圖,而是在開發軟體,透過收集來自多種不同訊號型別的資訊來幫助智慧手機使用者找到方向。他們的 UnLoc 系統——unsupervised indoor localization(無監督室內定位)的縮寫——使用 Wi-Fi 天線、蜂窩無線電、指南針、陀螺儀 和 加速度計 收集訊號資料。
UnLoc 將這些訊號中的每一個標記為虛擬地標。研究人員表示,一個例子是電梯,智慧手機的加速度計可以檢測到其獨特的運動模式。他們在 6 月 27 日在英國低伍德灣舉行的第十屆移動系統、應用和服務國際會議 (MobiSys 2012) 上展示了他們的 UnLoc 系統 (pdf)。同樣,特定的走廊可以配置一組獨特的 Wi-Fi 接入點,供智慧手機讀取。UnLoc 將這些型別的簽名設想為建築物內部的地標,研究人員表示,該研究由杜克大學計算機工程副教授 羅米特·羅伊·喬杜裡 領導。地標資訊隨後可以儲存在個人手機中,也可以作為更詳細地繪製室內環境地圖的更大資料庫的一部分進行共享。
研究人員已經在一個 YouTube 影片 中演示了 UnLoc 的工作原理。在影片中,參與研究的杜克大學本科生亞歷克斯·馬里亞卡基斯使用三星 Nexus S 安卓手機在校園建築中導航。當馬里亞卡基斯走在建築物的走廊上時,UnLoc 會將一個點疊加在他手機中儲存的建築物平面圖地圖上,標記他的進度。研究人員表示,UnLoc 即使在沒有預裝平面圖的情況下也可以跟蹤使用者的位置,在他們測試的建築物中,每層樓通常定位 10 到 20 個地標,精度在 1.7 米左右。
隨著移動裝置變得越來越強大,許多學者和科技公司正在開發室內定位功能。例如,谷歌、微軟和斯坦福大學正在參與 WiFiSLAM 專案,該專案專門致力於使用 Wi-Fi 訊號——而不是 UnLoc 聲稱要檢測的各種訊號——來精確定位智慧手機使用者的位置,精度在 2.5 米以內。
室內定位預計在醫療保健環境中特別有用。總部位於挪威的 Sonitor Technologies 銷售一種 基於超聲波的室內定位系統 (IPS)。醫療保健機構中的患者佩戴發出超聲波的腕帶,放置在整個機構中的麥克風會拾取高頻聲音。由於牆壁和門有效地將訊號限制在房間內,Sonitor 的 IPS 避免了與同一建築物中使用的任何射頻識別標籤或 Wi-Fi 熱點的訊號混淆。